箱体衍射_系统仿真_声学-仿真秀干货文章

箱体衍射

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衍射的频域仿真

非无限大声场边界会产生声衍射，从而对扬声器的辐射阻抗产生影响，影响远场的频响曲线。

以下是2011年的国标“扬声器主要性能测试方法”中标准测试箱体的衍射修正曲线。

对不同箱体的衍射效应的定量的描述，很多资料上都有提到。

仿真拟合出无限大障板和实际箱体的响应差异

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衍射的时域仿真

在频域中应用的有限元方法可以发现衍射效应。但是激励信号主导声场，所以分离出衍射的影响是很困难的。

时域仿真可以克服这些问题，实现声场的及时分离。本文演示如何使用时域有限元分析来模拟音箱的衍射。

给产品一个单周期高斯脉冲作为激励

声场时域响应分布

方形音箱

球形音箱

可以看到方形音箱边角衍射比球形明显

其他产品

箱体正前方0.17m处响应曲线

方形音箱

球形音箱

可以看到方形音箱波形不够完整，幅度相对较大

频域结果

蓝色是激励信号，绿色是衍射影响

方形音箱

球形音箱

方形音箱受到衍射影响更大

来源：声学号角

微型音箱的3D仿真思路

整个3D无源音箱的频响等如果需要用有限元来分析的话，讲讲我的思路。针对具体的案例，和想达到的效果，可以考虑不同的方案。1.磁-力-声三场耦合。计算量比较大，设置时需要注意的事项很多，从而容易求解失败。一般工程应用不推荐。2.力-声耦合。先拟合阻抗曲线，再加载和频率相关的电压到音圈上，分步耦合。为简化模型同时保证求解误差，可以尝试将振膜等抽壳进行计算。3.单声场计算。磁和力学部分全部用集中参数表示，然后耦合到声场中。注意振膜内外的声压差即可。对微型音箱比较适用。微型扬声器一般来说在有效频带范围内可以不用分割振动的影响。从计算规模以及网格划分等角度来说，微型音箱比常规音箱更简单。a.计算区域更小；b.结构模态可以不用太在意；c.不同区域尺寸跨度较小。当然某些细小结构最好考虑空气的热粘滞效应，采用热声学来进行仿真。来源：声学号角